JPS61272395A - 溶接性、耐食性に優れた薄Ｓｎメツキ鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はシーム溶接性及び塗膜下脚食性に優れた製缶用
表面処理鋼板に関するものである。

（従来の技術） 従来電解Ｓｎメッキ鋼板（以下ブリキと称す）、電解ク
ロム酸処理鋼板（以下ＴＦＳ−ＣＴと称す）、又一部に
電解Ｎｌメッキ鋼板（以下ＴＦＳ−ＮＴと称す）が知ら
れており、３ピ一ス缶製缶法としてそれぞれハンダ接合
、接着接合、シーム溶接等によって製缶されてきた。

プＩＪ−？は従来製缶用素材として最も広く使用されて
きたが、製缶コスト節減の中でＳｎが薄メツキ化され、
製缶法も従来のハンダ付に替りシーム溶接法が採用され
始めたが、Ｓｎメッキ量が片面当り２０００ダ／ｍ２以
下になると塗装耐食性、シーム溶接性共劣化し、又シー
ム溶接缶用素材として一部で使用されているＴＦＳ−Ｎ
Ｔ　（Ｎｌメッキ鋼板）はシーム溶接性能が実用可能な
範囲ではあるが十分ではなく、又塗装耐食性も強酸性食
品等腐食性が高い内容物の場合不十分であることから、
低コストでしかも塗装耐食性、シーム溶接性に優れた製
缶用表面処理鋼板が要望されている。

これに対し、本発明者等は特願昭５８−１８０７２０号
で鋼板上に微１１Ｎｉメツキ被覆を行った後Ｓｎメ、キ
層を重層被覆する手法を、又特勤昭５９−１６６９８９
号で鋼板上にＳｒ１メッキ被覆を施した後さらに微量の
Ｎ１メッキ被覆を形成させる手法等をすでに知見し出願
した。又特開昭５７−１６９０９８号で後者と類似する
被覆構造を持つシーム溶接缶用表面処理鋼板もすでに知
られている。これらはシーム溶接性、塗装耐食性等で効
果を有するが、関係需要家よりさらに改善を求められて
いるのが現状である。

（発明の目的） 本発明者等はこの趣旨から従来よシ食品保存性能に実績
があり、有効であるＳｎを活用しながら、低コスト、高
性能なシーム溶接缶用表面処理鋼板を開発することを目
的として鋭意研究を行った結果、本発明をなしたもので
ある。

（発明の構成及び作用） 本発明の要旨とするところは、片面当シ２００Ｑ／ｍ２
以上１５００１１に９７ｍ２以下のＳｎを被覆し、引き
続きＳｎメッキ層融点以上の加熱処理（以下リフローと
称す）、そしてクロメート被覆等不動態化処理を施した
薄Ｓｎメッキ鋼板の製造に於いて、全Ｓｎメッキ！ｌ（
以下全３ｎ量と称す）をＸダ／ｍ２、Ｓｎメ、キ層融点
以上の加熱処理時鋼板を合金化する８ｎ　ｊｌ　（以下
リフロー合金と称す）をＹ■／ｍ２としたとき、ＸＹの
各被覆量が ５０≦Ｙ≦０．５Ｘ−５０ の関係式で示される範囲を満足せしめることにある。す
なわちリフロ一時生成させるリフロー合金量を少なくと
も片面当Ｆ）　５０１ｆ／ｍ２以上でかつ、全Ｓｎ量で
設定される上限以下の範囲にコントロールすることが要
点である。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明のように製缶コスト低減化のためメ、−ＩＰ被覆
層を薄メツキ化した表面処理鋼板は製缶用塗料を塗装し
て使用される場合が多く、シーム溶接部分はシーム溶接
時までＫｐｍ膜焼付による９焼を受けることＫなり、こ
の際Ｓｎメッキ被覆層と素地Ｆ・との間で固相拡散反応
の進行によって合金層が形成される。このため単純な薄
Ｓｎメッキ鋼板では、過去学会等で公知なように、良好
なシーム溶接性確保のため必要とされる未合金の金属Ｓ
ｎ　（以下）ＩＪ　−Ｓｎと称す）が減少しシーム溶接
性が不十分となる。このため前述のように本発明者等は
特願昭５８−１８０７２０号及び特願昭５９−１６６９
８９号にて、それぞれ鋼板上に微量Ｎトメツキ被覆を施
した後Ｓｎメッキ首覆をＭｒｆＩ被覆した鋼板及びこれ
と逆のメッキ被覆構成とした鋼板についてすでに出願し
た。

これ等の提案によって確かに生焼後のフＩＪ　−８ｎの
確保が可能となり、シーム溶接性が改善される知見を得
た。ところが実際の需要家における塗装工程は複雑であ
り、又高速・高能率なシーム溶接化への指向、そして需
要家におけるシーム溶接缶仕上シに対する要求の高度化
等諸輯から、さらにシーム溶接性を向上させることが望
まれている。

そこで、本発明者尋は、上述の解決策を求めて研究を重
ねた結果、あらかじめａｎメッキ層リフロー処理時に銅
板と合金化するりフロー合金量を一定範囲にコントロー
ルすれば、良好なシーム溶接性を得ることができること
、さらに全３ｎメツキ量が異なると良好なシーム溶接性
、すなわち多くのフリーａｎ量を確保するために必要な
りフロー合金量範囲が異なることを知見したのである。

っまシ全Ｓｎメッキ量が異なる場合には、リフロー合金
量の最適範囲が異なるため、全Ｓｎメッキ量水準ごとに
リフロー処理条件を設定しなければならないことが判明
した。第１図は本発明者等が知見した最適溶接性を示す
リフロー合金量と全３ｎメツキ量の範囲である。

第２図でこの関係をさらに詳細に説明する。第２図は、
リフロー合金量を５０ダ／ｒｎ　から６００ｉｅｐ／ｍ
　２の間で数水準設定した全Ｓｎ量がす８相当（片面当
シ約８８０　Ｗ／ｍ２）及び÷５相当（片面当シ約ｓｓ
ｏ＊／ｍ）の薄８ｎメッキ鋼板を２１０℃で２０分空焼
した後鋼板と合金化している合金Ｓｎ量（リフロー合金
量と９焼で合金化したＳｎ量の合計値（以下、生焼金合
金と称す））を示す。第２図より、全Ｓｎ量がφ８相当
材ではりフロー合金量が約４００１９７ｍ２以上で生焼
全合金量が急激に増大するのに対し、同様に◆５相当材
では約２５０■／ｍ２以上で９焼全合金量は急激に増大
している。すなわち全ＳｎＪ！ｌが＋８相当刊と÷５相
当材では最適リフロー合金量の上限が異なり、８５相肖
材Ｆｉ”８相当材より少ないリフロー合金量範囲に設定
しなければならないことが明らかである。このように本
発明者は鋼板に施すＳｎメッキ前の前処理条件、全５ｎ
Ｊｌ、リフロー合金量等を様々変化させ、詳細に検討し
た結果本発明に到達したものであり、被覆するＳｎ量ご
とに最適リフロー合金量範囲に設定することによりて生
焼後に最大のフＩＪ　−Ｓｎ残留を達成することが可能
であり、従って前述の理由より最良のシーム溶接性及び
後述する理由によシ優れ九耐食性゛をも期待することが
できるのである。

すなわち本発明の如き、薄Ｓｎメッキ鋼板の欠点はシー
ム溶接性の問題のほか缶保管中の塗膜下錆等塗膜下腐食
性が不足する場合があり、本発明者等が検討した結果、
上述のような特定領域にリフロー合金量を限定したりフ
ロー処理を施せば耐食性に優れたフＩＪ−８ｎ層が鋼板
上を均一に被覆する結果、これら塗膜下針食性にもさら
に優れたものとなる。

゛　次に本発明に於いて薄Ｓｎメッキを施すために使用
する原板は、通常の方法で表面清浄化した鋼板（以下４
Ａ版と称す）、又同様な鋼板にＮｉメッキ被覆又はＮ１
にＦｅ　、　Ｚｎ　Ｔ　Ｃｏ　ｒ　Ｃｒ　ｔ　Ｐの一種
以上を含有したＮｉ合金メッキ被覆を施した鋼板（以下
Ｎｉ型前処理鋼板と称す）、さらに該前処理鋼板を加熱
処理して、Ｎｉ　、　Ｎｉ合金メッキ被覆層を鋼板に拡
散させ合金化した鋼板（以下Ｎｉ型拡散前処理鋼板と称
す）等の３種のいずれにも適用できるものである。鋼板
にそのまま薄Ｓｎメ、キする場合は通常のＳｎメッキ鋼
板と同一であり、本発明の如くす７０−合金量を゛全３
ｎＪｉごとに最適範囲にコントロールすれば、良好なシ
ーム溶接性を付与可能であるが、製缶後パックされる内
容物の腐食性が強い場合、さらに缶外面が厳しい腐食環
境にさらされる場合等において、塗装耐食性が不足する
場合が　　□ある０このような場合には本発明において
は前述したＮｉ型前処Ｂ！銅板、又はＮｉ型拡散前処理
鋼板等を使用すれば、リフロー処理待生成する合金層が
鋼板上に直接薄Ｓｎメッキを施した場合に生成するＦｅ
　＃　Ｓｎ２に対し、ＦｅＳｉ２のＦｅが一部Ｎ１と置
換した（ｐａＮｔ）Ｓｎｚ合金層となり、Ｆ＠Ｓ　ｎ　
２と比較しくＦｅＮｉ　）Ｓｎ２は緻密で素地鋼板佼覆
性に優れているため、塗装耐食性は非常に優れたものと
表る。このように本発明においてはその使用される状況
を考慮し前述の鋼板、又はＮｉ型前処理鋼板、さらにＮ
ｉ型拡散前処理鋼板等を選択して使用することができる
。

次に本発明による表面処理鋼板の製造方法について限定
理由を交えながら説明する。

まず３ｎメッキ被覆手段として、電気メツキ法が合理的
であるが、特にこれに限定するものではない。又その被
覆量を片面当シ２００　ｌＶ′ｒｎ　　以上、１５００
ｍｇ／ｍ　　以下としたが、これは本発明の効果を享受
する最適Ｓｎメッキ被覆＆が１５００　Ｗ／ｍ２以下で
顕著となるからであり、特に片面当ｐ１０００ｍｇ７　
ｍ２以下の３ｎメツキ被ｖｔｎにおいて本・発明法が有
効である。そして２　Ｑ　Ｑ　ｔｎｙ／ｍ２以上とした
のはこれ以下では本発明のポイントであるリフロー合金
量の最適範囲が消滅し、フ１７−３ｎを確保することが
事実上不可能となり、さらに耐食性を確保することも困
難となるからである。。

そして本発明においては、鋼板衣・裏でＳｎメッキ被覆
量を変えた差厚メッキとすることもでき。

特に製缶後パックとなる面のＳｎメッキ被覆量は缶外面
よシ多くすることが有利である。

続いて本発明はその特徴であるリフロー処理を施すが、
その方法は一般的な抵抗加熱法が利用でき、その雰囲気
として不活性ガス中での無酸化リフローとしても良い。

そして本発明に於いてリフロー処理待形成される合金層
量はシーム溶接性及び耐食性に有効に働く生焼後も残存
するフ！Ｊ　−８ｎ量を１００ダ／ｍ以上安定して確保
するために、全Ｓｎ量ごとに特許請求の範囲に示す特定
領域にコントロールする必要があるが、この量は抵抗加
熱法を採用した場合には通電電気量を適切にコントロー
ルすることによって容易に達成される。なお本発明に於
いてリフロー合金量は全Ｓｎ量で定まる上限と下限とし
て５０ダ／ｍ２で与えられる範囲にコントロールされる
が、この下限値以下ではりフロー処理を施すことによる
効果が消滅するばかりか、安定した製造を行うことは困
難である。

次に最表面の不動態化処理としてクロメート処理等を施
こすが、クロメート処理を施す前に例えば炭酸ソーダ等
中での陰極還元処理を行ない、Ｓｎメッキ被覆表面のＳ
ｎ酸化膜を予め除去しても良い。

クロメート処理方法も特に限定せず、従来ブリキに適用
されてきた重クロム酸ンーダ系水溶液中での浸漬処理、
又は陰、耐電解処理、そして従来ＴＦＳ−ＣＴのメッキ
処理浴として利用されている無水クロム酸に硫醇又は珪
フッ化ソーダ等アニオン助剤を添加した浴中での陰極電
解処理等が適用できる。

さらに非クロメート系処理としてリン酸ンーダ浴中等で
の浸漬、陰極電解処理法等も適用可能である。

本発明は引き続き、ジオクチルセパケート等油層を形成
した後製品となり、使用に供される。

次に具体的実施例について説明する。

（実施例） 実施例１ 通常の方法で表面清浄化した鋼板両面に（、）に示す条
件でＳｎを片面当Ｆ）　８００　ｍ９７ｍ　電気メッキ
した〇引き続き抵抗加熱法でＳｎメッキ被覆層をリフロ
ー処理し、通電電流、冷却条件を適切にコントロールす
ることで、リフロー処理待生成する合金層中のＳｎ量を
２５０ダ／ｍ　　とした。そして（ｂ）に示す条件で該
鋼板両面に電解クロメート処理を施し、金属Ｃｒ換算で
片面当ｆｉｌＯ〜１５■／ｍのクロメート被櫟層を形成
した後、通常の方法でＤＯ８の油層を片面当Ｆ）　４ｎ
Ｑ／ｍ塗油し供試材とした。

実施例２ 実施例１においてＳｎメッキ被覆量を片面当シ５６０■
７　ｍ２、リフロー処理待生成する合金層中のＳｎ量を
１８０ｍ９７ｍ２とした実施例で、その他項目は実施例
１と同じ。

実施例３ 実施例１に於いてメッキに使用する鋼板として、通常の
方法で表面清浄化した鋼板に（ｃ）に示す条件でＮｉ　
ｔ−片面尚シ１５１ｎ９／　ｍ２電気メツキしたＮｉ型
前処理鋼板を使用した実施例でその他項目は実施例１と
同じ。

実施例４ 表面清浄化した鋼板両面に実施例３の（ｃ）に示す条件
でＮｉを片面尚シ４０〜５０■／　ｍ２寛気メツキした
後、ＨＮｘガス（５％Ｈ２−９５％Ｎ２）雰囲気中で６
７０℃＋　２０　ｓｅｃの条件で焼鈍し、該被υ層を素
地鋼板に拡散させた。しかる後２％の調質圧延を行ない
、引き続き通常の工程で脱脂・酸洗処理を施した。続け
てＳｎメッキ被覆、リフロー処理、電解クロメート処理
、塗油処理を施したが、Ｓｎメッキ被覆量、リフロ一時
生成させる合金量等は実施例１と同じとした。

比較例１ 実施例１に於いてリフロー処理待生成する合金層中のＳ
ｎｉ’ｉ片面ｆｉｆｉ４００〜／ｒｎ２とした比較例で
あり、その他項目は実施例１と同じ。

比較例２ 実施例２に於いてリフロー処理待生成する合金層中の５
ｎｉ−を片面当シ３００　タ／　ｍ　　とした比較例で
その他項目は実施例２と同じ。

比較例３ 実施例１に於いてリフロー処理を施さない比較例でその
他項目は実施例１と同じ。

以上述べた本発明実施例及び比較例と従来例として片面
当シのＳｎメッキ被被覆　２８００１％Ｉ／　ｍ　の通
常ブリキ（以下＋２５ＥＴと称す）Ｋついて下記（Ａ）
。

（ＩＳ）の評価テストを実施した。

（４）空焼後フリーＳｎ量テスト 前述のようにシーム溶接性は溶接待鋼板表面に残留する
フＩＪ　−Ｓｎ量と関係し、本発明者等の調査によれば
、片面当シ１００■／ｍ以上のフリａｎが存在すれば良
好なシーム溶接性を具備することができる。そこで供試
材Ｋｔ気気エアオープン中２１０℃、２０分間の９焼を
施した後、供試材表面に残留するフリーＳｎ量をＪＩＳ
　Ｇ３３０３４．２項に記載される方法で測定した。

■）　シーム溶接性テスト 各試片を缶胴に成形した後、シーム溶接機を使用して、
缶胴接合部のラップ巾０．４■、加圧力５０−の条件で
、溶接２次電流を変化させることＫよって、良好な溶接
が可能な溶接２次電流範囲（ＫＡ）を調査した。適正溶
接２次電流の下限値は溶接部の強度の下限で、又上限値
はスプラッシュ発生の上限で決定したが溶接部の強度は
衝撃テスト及び溶接部にＶ形のノツチを入れペンチで引
きさく引きさきテストによプ判定し、シーム溶接部の外
観は目視で散シの有無等よシ判定した。なおシーム溶接
性テス）Ｋ供した試片は（４）項と同様に２１０℃、２
０分の９焼を施した。

以上テスト結果を第−表に示すが、本発明実施例は９焼
後のフリーＳｎが全て片面当、９１００■／ｍ”以上確
保され、従来例＋２５　ＥＴよシやや劣るものの良好な
シーム溶接性を有するのに対し、比較例はいずれも９焼
後のフリーＳｎｉ：が少なく、シーム溶接性が劣ってい
る。

（発明の効果） 以上述べた如く、リフロ一時生成する合金量をＳｎメッ
キ被覆量で規定される特定範囲にコントロールすること
によって、良好なシーム溶接性を持　　゛つ薄Ｓｎメッ
キ鋼板を得ることが可能となり、本発明は”　２５　Ｅ
Ｔに代る低コスト高性能な素材を供給できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は最適溶接性を示す全Ｓｎ量に対応するりフロー
合金量の相関図、第２図は第１図の最適リフロー合金量
１空焼後の全合金量と金Ｓｎ　ｆｉ（との関係から説明
した説明図である。 第１図 金５７２メツへ１（ボ３にオ） 第２図 リフロー合４Ｌｔ（所Ｖ−リ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 片面当り、２００ｍｇ／ｍ＾２以上１５００ｍｇ／ｍ＾
   ２以下のＳｎメッキ被覆を施こした鋼板に、Ｓｎメッキ
   層融点以上の加熱処理を施こすにあたって、被覆する全
   Ｓｎ量をＸｍｇ／ｍ＾２、Ｓｎメッキ層融点以上の加熱
   処理時鋼板と合金化するＳｎ量をＹｍｇ／ｍ＾２とした
   とき、Ｘ、Ｙの各被覆量が ５０≦Ｙ≦０．５Ｘ−５０ の関係式で示される範囲を満足することを特徴とする溶
   接性、耐食性に優れた薄Ｓｎメッキ鋼板の製造方法。